張棟杰
河南工業(yè)和信息化職業(yè)學(xué)院 河南焦作 454000
教育事業(yè)的深化改革對(duì)教學(xué)模式提出了更高的要求,多樣化的教學(xué)更符合現(xiàn)代化教育的要求。為此,以仿真技術(shù)為基礎(chǔ)的虛擬現(xiàn)實(shí)教學(xué)模式在更多學(xué)校得到了普及。高職院校作為技能型人才培養(yǎng)的重點(diǎn)院校,正面臨著情境化教學(xué)難題無(wú)法解決的問(wèn)題,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的出現(xiàn)則成為問(wèn)題的突破口,不僅能夠讓學(xué)生直觀地掌握教學(xué)內(nèi)容,還可以增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐體驗(yàn),有利于教學(xué)水平和教學(xué)效率的提升。
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是集合多學(xué)科知識(shí)的新興技術(shù),也稱(chēng)為VR 技術(shù),主要通過(guò)計(jì)算機(jī)生成虛擬的環(huán)境,模擬人類(lèi)的感官體驗(yàn),從而達(dá)到對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的模擬效果。其中,虛擬環(huán)境、交互和感知是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的3個(gè)基本要素。虛擬環(huán)境是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)生產(chǎn)出的三維圖像;感知是用戶接收到的虛擬環(huán)境信息,在感官設(shè)備和交互工具的使用下對(duì)信息產(chǎn)生的感受;交互是用戶與環(huán)境之間的互動(dòng)性。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠?yàn)橛脩籼峁┥砼R其境的體驗(yàn),其背后有5種關(guān)鍵技術(shù),頭顯技術(shù)是其中之一,這種技術(shù)主要通過(guò)顯示器將計(jì)算機(jī)生成的虛擬場(chǎng)景投射到用戶眼睛上,能夠讓用戶看到與真實(shí)世界類(lèi)似的虛擬環(huán)境;第二種是虛擬交互技術(shù),通過(guò)該技術(shù)可以讓用戶實(shí)現(xiàn)與虛擬環(huán)境的互動(dòng),通過(guò)手勢(shì)識(shí)別技術(shù)或者語(yǔ)音識(shí)別技術(shù),能夠?qū)μ摂M環(huán)境中的物體狀態(tài)進(jìn)行操作和控制;第三種是空間追蹤技術(shù),該技術(shù)通過(guò)傳感器及攝像頭設(shè)備的使用,能夠?qū)κ褂谜叩奈恢煤妥藨B(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄,在虛擬場(chǎng)景中呈現(xiàn)出與之相匹配的虛擬物體,有利于增強(qiáng)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)體驗(yàn)的真實(shí)感;第四種是逼真圖像渲染技術(shù),該技術(shù)能夠模擬光線在物體表面的反射、折射現(xiàn)象,生成逼真的虛擬圖像;第五種是多通道傳感技術(shù),主要通過(guò)傳感器和攝像頭設(shè)備獲取虛擬環(huán)境的指標(biāo),為虛擬環(huán)境提供相關(guān)信息反饋,有利于增強(qiáng)使用者的真實(shí)感[1]。
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)按照不同的技術(shù)層面和應(yīng)用領(lǐng)域,主要分為五大類(lèi),分別是投影式、沉浸虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、桌面虛擬現(xiàn)實(shí)與分布式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。系統(tǒng)不同,應(yīng)用的領(lǐng)域也有所不同,其中投影式系統(tǒng)常被用于教學(xué)領(lǐng)域,具有設(shè)備佩戴方便、沉浸感高的特點(diǎn),能夠?yàn)閷W(xué)生營(yíng)造更加理想的虛擬現(xiàn)實(shí)效果;沉浸虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)在實(shí)驗(yàn)室的應(yīng)用較多,該技術(shù)相對(duì)復(fù)雜,并且成本較高,通常用作實(shí)驗(yàn)工作;增強(qiáng)型虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)是將真實(shí)環(huán)境融入虛擬現(xiàn)實(shí)中,應(yīng)用前景更為廣闊;桌面虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)在娛樂(lè)和建筑領(lǐng)域中的應(yīng)用較多,通過(guò)電腦就可實(shí)現(xiàn)相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用,實(shí)用性較強(qiáng);分布式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)借助于網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用滿足用戶在虛擬空間的交流,為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展提供了新的方向。
1.2.1 操作方便
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的一個(gè)重要特征就是操作方便,使用者只要在計(jì)算機(jī)中根據(jù)使用需求輸出相關(guān)指令,對(duì)指令生成的圖像進(jìn)行調(diào)整,通過(guò)計(jì)算機(jī)的驗(yàn)證就可獲得三維模擬的情境。在高職體育排球課程教學(xué)中應(yīng)用投影式虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)時(shí),教師只需要在投影軟件中輸入準(zhǔn)備好的課件及相應(yīng)視頻,就能夠?yàn)閷W(xué)生呈現(xiàn)出一個(gè)逼真的三維模型場(chǎng)景,讓學(xué)生能更直觀地感受虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)帶來(lái)的視覺(jué)盛宴[2]。近年來(lái),虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用范圍也不斷拓展,應(yīng)用門(mén)檻逐漸降低,教師在使用的過(guò)程中能夠更加熟練地掌握技術(shù)應(yīng)用的操作技能。
1.2.2 沉浸性強(qiáng)
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)通過(guò)頭戴顯示器,能夠讓用戶完全沉浸其中,探索未知的世界,或者是在虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景中進(jìn)行模擬,給予他們不一樣的體驗(yàn)。一方面,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)通過(guò)視覺(jué)效果及立體音效讓用戶置身其中,感受與真實(shí)世界一樣的魔幻世界;另一方面,該技術(shù)通過(guò)觸覺(jué)反饋也能夠讓用戶沉浸其中,感受到真實(shí)場(chǎng)景帶來(lái)的震撼[3]。
1.2.3 實(shí)時(shí)交互
不同于傳統(tǒng)的三維技術(shù),虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在交互設(shè)備作用下還可以實(shí)現(xiàn)用戶與虛擬環(huán)境物體之間的交流,同時(shí)還可以從不同層面實(shí)現(xiàn)對(duì)虛擬環(huán)境的改造,可以說(shuō)是一種實(shí)時(shí)交互。該技術(shù)應(yīng)用于培訓(xùn)中,能夠讓用戶實(shí)時(shí)操作和決策,有利于培訓(xùn)效果的提升。
1.2.4 趣味性強(qiáng)
應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠?yàn)橛脩籼峁O具趣味性的體驗(yàn),虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的三維模擬效果能夠模擬出場(chǎng)景中的人物、環(huán)境和光影等,讓使用者感受到環(huán)境帶來(lái)的樂(lè)趣,增強(qiáng)使用者對(duì)該技術(shù)的喜愛(ài)。將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于體育排球教學(xué)中,有利于增強(qiáng)學(xué)生對(duì)體育排球?qū)W習(xí)的興趣。
在高職院校排球訓(xùn)練中,傳統(tǒng)訓(xùn)練方式主要依靠教師的示范,學(xué)生對(duì)教師的行為進(jìn)行模仿,這種教學(xué)方式存在一定的局限性。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用能夠讓學(xué)生身臨其境般地感受到比賽場(chǎng)景,對(duì)球的速度、高度及角度等要素進(jìn)行精準(zhǔn)掌握[4]。這種訓(xùn)練方式可以提升學(xué)生的技術(shù)表現(xiàn),增加他們對(duì)排球訓(xùn)練的興趣,增強(qiáng)他們的自我激勵(lì)能力,使學(xué)生在排球訓(xùn)練中的技術(shù)運(yùn)用水平得到進(jìn)一步提升。
排球比賽的戰(zhàn)術(shù)策略能夠?qū)Ρ荣惤Y(jié)果起到?jīng)Q定性作用。傳統(tǒng)教學(xué)方式對(duì)于比賽情境的模擬往往較為粗略,而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用有利于教師根據(jù)實(shí)際比賽情況為學(xué)生設(shè)計(jì)應(yīng)對(duì)戰(zhàn)術(shù),讓學(xué)生在設(shè)計(jì)的虛擬場(chǎng)景中進(jìn)行反復(fù)訓(xùn)練,對(duì)于提高學(xué)生的戰(zhàn)術(shù)運(yùn)用能力有較大的幫助,還可以幫助學(xué)生更加深入地理解戰(zhàn)術(shù),從而增強(qiáng)比賽能力,更加輕松地戰(zhàn)勝對(duì)手,獲得較高的成功率,最終實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)術(shù)策略的優(yōu)化。
在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用之前,高職院校體育排球教學(xué)訓(xùn)練主要以參加比賽為目的,訓(xùn)練方式缺乏多樣性。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用豐富了排球訓(xùn)練的方式,利用VR設(shè)備可以讓學(xué)生進(jìn)行個(gè)性化的訓(xùn)練,學(xué)生可以按照自身的訓(xùn)練需求選擇一定難度的訓(xùn)練方式,在訓(xùn)練中不斷提升難度,增強(qiáng)自身的排球訓(xùn)練能力[5]。不僅如此,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)還可以對(duì)比賽場(chǎng)地的環(huán)境進(jìn)行模擬,為學(xué)生設(shè)置各種訓(xùn)練挑戰(zhàn),從而有利于增強(qiáng)學(xué)生的適應(yīng)能力,讓學(xué)生能夠在實(shí)際比賽中學(xué)會(huì)隨機(jī)應(yīng)變。
排球是一項(xiàng)對(duì)團(tuán)隊(duì)合作能力要求較高的運(yùn)動(dòng),應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠更好地培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神。將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于體育教學(xué)中,能夠幫助學(xué)生同虛擬環(huán)境中的隊(duì)友進(jìn)行配合,共同應(yīng)對(duì)對(duì)手的進(jìn)攻。這種訓(xùn)練方式可以增強(qiáng)學(xué)生之間的溝通協(xié)作能力,提高他們的榮譽(yù)意識(shí)和責(zé)任意識(shí)。虛擬現(xiàn)實(shí)中的團(tuán)隊(duì)合作訓(xùn)練不僅可以提高學(xué)生的整體比賽水平,還有利于培養(yǎng)他們?cè)趫F(tuán)隊(duì)中的組織協(xié)調(diào)能力,增強(qiáng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)領(lǐng)導(dǎo)力。
排球的基礎(chǔ)理論知識(shí)包括排球發(fā)展歷史、排球技能、訓(xùn)練方法、排球戰(zhàn)術(shù)等內(nèi)容,這些知識(shí)范圍較廣,僅僅依靠教師的講解是無(wú)法讓學(xué)生深入理解排球相關(guān)知識(shí)的。高職體育教學(xué)中的排球教學(xué)通常是短期教學(xué),由于教學(xué)時(shí)間的限制,教師無(wú)法全面地講解相關(guān)內(nèi)容,只能為學(xué)生講解一些重點(diǎn)內(nèi)容和技巧,例如:排球技能的運(yùn)用、團(tuán)隊(duì)協(xié)作的戰(zhàn)術(shù)等,在課程編排中對(duì)于理論知識(shí)的講解較少,缺乏全面性,這就導(dǎo)致學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的理解較為困難。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用能夠解決學(xué)生排球理論知識(shí)匱乏的難題,教師可以利用該技術(shù)為學(xué)生建立一個(gè)虛擬圖書(shū)館,專(zhuān)項(xiàng)講解排球理論知識(shí),通過(guò)收集各種信息,整合與排球相關(guān)的資源,讓學(xué)生從中進(jìn)行學(xué)習(xí)和掌握相關(guān)知識(shí)[6]。學(xué)生的學(xué)習(xí)不再受時(shí)間和空間的限制,可以進(jìn)行自主學(xué)習(xí),一方面有利于減輕教師的教學(xué)壓力;另一方面還可以節(jié)省更多教學(xué)時(shí)間,將更多的課堂時(shí)間用于戰(zhàn)術(shù)性教學(xué)。在開(kāi)展排球發(fā)展史的教學(xué)中,可以利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)創(chuàng)設(shè)排球發(fā)展歷程,讓學(xué)生在虛擬環(huán)境中感受排球的過(guò)去,了解排球的未來(lái)。在排球技能教學(xué)中,可以利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為學(xué)生提供模擬場(chǎng)景,創(chuàng)設(shè)三維模擬環(huán)境,讓學(xué)生在其中感受來(lái)自不同方向的排球的動(dòng)作,從而對(duì)每一個(gè)動(dòng)作都有更加直觀細(xì)致的觀察。講解到排球的力學(xué)知識(shí)時(shí),可以運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)模擬人物的技術(shù),建立完整的人物運(yùn)動(dòng)流程,通過(guò)投影式系統(tǒng)向?qū)W生展示人體在進(jìn)行排球動(dòng)作時(shí)的肌肉變化,展示用力時(shí)人體的運(yùn)動(dòng)軌跡,通過(guò)逼真的場(chǎng)景讓學(xué)生有身臨其境般的感受,從而方便學(xué)生更好地掌握排球技能。
傳統(tǒng)體育排球訓(xùn)練教學(xué)中的運(yùn)動(dòng)技能教學(xué)主要通過(guò)教師示范的方式講解內(nèi)容,這難以讓學(xué)生對(duì)排球的相關(guān)動(dòng)作進(jìn)行深入了解,如果示范教學(xué)中教師動(dòng)作不規(guī)范,或教師對(duì)動(dòng)作的理解存在偏差,會(huì)導(dǎo)致學(xué)生無(wú)法掌握正確的動(dòng)作要領(lǐng)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)通過(guò)仿真技術(shù)和多媒體技術(shù)的結(jié)合,能夠?yàn)閷W(xué)生提供一個(gè)更真實(shí)的教學(xué)環(huán)境,讓學(xué)生有在球場(chǎng)上訓(xùn)練的感覺(jué)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)通過(guò)對(duì)不同場(chǎng)地及環(huán)境的模擬,能夠讓學(xué)生有更多的選擇權(quán)利,增加他們訓(xùn)練的頻率,從而提升技能水平。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠模擬各種復(fù)雜的比賽情境,讓學(xué)生在場(chǎng)景中與虛擬對(duì)手比賽,例如:在排球傳球教學(xué)中,利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)設(shè)置傳球員,讓學(xué)生跟隨傳球員的虛擬動(dòng)作進(jìn)行模擬傳球,讓他們?cè)谀M過(guò)程中真正體會(huì)傳球的技術(shù),掌握相關(guān)動(dòng)作要領(lǐng),以更好地適應(yīng)真實(shí)的比賽環(huán)境。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用可以讓學(xué)生在逼真的模擬環(huán)境中總結(jié)運(yùn)動(dòng)技巧,掌握運(yùn)動(dòng)技能,還可以通過(guò)傳感器和攝像頭設(shè)備對(duì)學(xué)生的訓(xùn)練進(jìn)行監(jiān)測(cè),并且給予實(shí)時(shí)反饋,通過(guò)數(shù)據(jù)分析幫助學(xué)生改進(jìn)訓(xùn)練方式,提升排球技能水平[7]。
排球戰(zhàn)術(shù)性教學(xué)是教學(xué)的重點(diǎn)部分,也是難點(diǎn)內(nèi)容。不同的戰(zhàn)術(shù)也會(huì)受到對(duì)方不同打法的影響,需要學(xué)生隨機(jī)應(yīng)變。戰(zhàn)術(shù)教學(xué)對(duì)學(xué)生的空間感和立體性要求較強(qiáng),若不能讓學(xué)生直觀地觀看戰(zhàn)術(shù)教學(xué)方法,只是進(jìn)行理論性講解,學(xué)生則無(wú)法很好地理解相關(guān)內(nèi)容,也難以實(shí)現(xiàn)較好的教學(xué)效果。在具體教學(xué)中,教師可以通過(guò)應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)模擬比賽場(chǎng)景、設(shè)置虛擬戰(zhàn)術(shù)路線、設(shè)置虛擬應(yīng)戰(zhàn)人物的方式,為學(xué)生創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境。首先,利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠創(chuàng)設(shè)一個(gè)具有球場(chǎng)、球員和球網(wǎng)的排球比賽場(chǎng)景,學(xué)生通過(guò)佩戴VR頭盔融入場(chǎng)景之中,感受比賽的氛圍,增強(qiáng)他們?cè)诒荣愔械膮⑴c感;緊接著教師可以模擬出一個(gè)戰(zhàn)術(shù)性路線,讓學(xué)生在其中模仿虛擬人物的動(dòng)作,更好地領(lǐng)會(huì)排球戰(zhàn)術(shù)的運(yùn)用技巧;為了提升學(xué)生的戰(zhàn)術(shù)能力,檢驗(yàn)其學(xué)習(xí)水平提升情況,可以利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)創(chuàng)建一個(gè)虛擬應(yīng)戰(zhàn)人物,讓學(xué)生與虛擬人物進(jìn)行對(duì)抗,不斷變換虛擬人物的應(yīng)戰(zhàn)技能,培養(yǎng)學(xué)生適應(yīng)不同對(duì)手的戰(zhàn)術(shù)思維。這樣的教學(xué)方式有利于學(xué)生對(duì)排球戰(zhàn)術(shù)思想的領(lǐng)悟,更好地掌握不同情況下同隊(duì)友配合的策略[8],提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,增強(qiáng)學(xué)生對(duì)排球戰(zhàn)術(shù)性訓(xùn)練學(xué)習(xí)的積極性。
排球技能訓(xùn)練和戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練的最終目的是開(kāi)展比賽,通過(guò)比賽能夠展示學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,讓教師了解學(xué)生對(duì)排球技能和戰(zhàn)術(shù)的掌握,還有利于培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力。大多數(shù)比賽都是在同班級(jí)同水平的學(xué)生中進(jìn)行,由于他們對(duì)戰(zhàn)術(shù)性的掌握能力相當(dāng),對(duì)排球技能的掌握不夠熟練,比賽往往會(huì)變成發(fā)球比賽,不僅會(huì)降低教學(xué)效果,還會(huì)影響學(xué)生對(duì)排球?qū)W習(xí)的積極性。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在排球比賽教學(xué)中的應(yīng)用能夠模擬真實(shí)的比賽場(chǎng)景,讓學(xué)生感受到來(lái)自不同水平和風(fēng)格的球隊(duì)?wèi)?zhàn)斗力量,不僅能夠營(yíng)造濃厚的比賽氛圍,還可以激發(fā)學(xué)生的好勝心理,對(duì)排球訓(xùn)練更具有耐心。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用方便教師根據(jù)學(xué)生的水平設(shè)置比賽球隊(duì),對(duì)于防守能力較差的學(xué)生,教師可以為他們?cè)O(shè)置進(jìn)攻能力一般的比賽對(duì)手,一方面避免差距較大影響學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性;另一方面可以在相互較量的比賽中獲得自身能力的提升。在進(jìn)攻配合教學(xué)中,可以為學(xué)生設(shè)置不同戰(zhàn)術(shù)的虛擬場(chǎng)景,指導(dǎo)學(xué)生變換戰(zhàn)術(shù)與虛擬空間中的球員進(jìn)行比賽,以此增強(qiáng)學(xué)生對(duì)排球戰(zhàn)術(shù)的應(yīng)用能力,從中感受比賽帶來(lái)的樂(lè)趣,對(duì)于自身的劣勢(shì)可以進(jìn)行針對(duì)性的訓(xùn)練,取長(zhǎng)補(bǔ)短,從而助力學(xué)生實(shí)戰(zhàn)能力的提升。
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為一種互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的新產(chǎn)物,在現(xiàn)代教學(xué)中的應(yīng)用突破了傳統(tǒng)教學(xué)的局限性。高職院校排球教學(xué)中應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),不僅能夠幫助教師改變教學(xué)方法,創(chuàng)新教學(xué)模式,為學(xué)生構(gòu)建全新的教學(xué)環(huán)境,還可以實(shí)現(xiàn)學(xué)生的自主性學(xué)習(xí),讓學(xué)生在人機(jī)交互中提升自身的能力和水平,激發(fā)他們的學(xué)習(xí)積極性,提高學(xué)生對(duì)排球訓(xùn)練的興趣,最終有利于排球教學(xué)整體效果的提升。